Los científicos nucleares de la Universidad de Washington en St. Louis descubrieron el oxígeno-11 utilizando la matriz de alta resolución en el Laboratorio Nacional de Ciclotrones Superconductores. Crédito:Universidad Estatal de Michigan
Investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis han descubierto y caracterizado una nueva forma de oxígeno denominada "oxígeno de peso pluma", la versión más ligera del conocido elemento químico oxígeno, con solo tres neutrones en sus ocho protones.
El oxígeno es uno de los elementos más abundantes del sistema solar, pero el oxígeno-11 solo se puede producir en un laboratorio. Se desintegra inmediatamente después de su creación al emitir dos protones, y se puede observar únicamente mediante la detección de sus productos de descomposición. La desintegración de dos protones es el canal de desintegración nuclear descubierto más recientemente.
"Lo que es más interesante para la comunidad de la física nuclear, sin embargo, es que el oxígeno-11 es el espejo nuclear del litio-11, un isótopo pesado de litio muy bien estudiado, "dijo Tyler Webb, un doctorado candidato en física en Artes y Ciencias en la Universidad de Washington, que trabaja con Robert J. Charity, profesor investigador de química en artes y ciencias, y Lee G. Sobotka, profesor de química y física. Webb es el primer autor de un nuevo artículo sobre el descubrimiento en Cartas de revisión física .
En física nuclear, Se dice que los núcleos son espejos cuando uno tiene un cierto número de neutrones y protones y el otro tiene una cantidad invertida, como la relación 3:8 de neutrones a protones en oxígeno-11 en comparación con la relación 8:3 en litio-11.
El oxígeno de peso pluma se puede comparar con su espejo nuclear, un isótopo de litio bien estudiado, dijeron los investigadores. Crédito:Universidad de Washington en St. Louis
"Cuando se habla de núcleos espejo, esperamos que se mantenga una especie de simetría, ", Dijo Webb." Las propiedades de un núcleo y su espejo deberían ser similares:los estados cuánticos deberían tener una energía cercana al estado fundamental del núcleo y las funciones de onda de esos estados deberían ser similares ".
Esta simetría se puede estirar o romper, sin embargo. Los científicos pueden comparar la estructura real de los núcleos espejo con su estructura esperada para aprender más sobre esta importante simetría de los núcleos atómicos. la materia que compone la materia visible del universo.
En este caso, los investigadores están más emocionados de comparar el litio-11, que saben que tiene dos neutrones muy sueltos en un "halo" orbitando su núcleo, al oxígeno-11, que tiene dos protones no unidos.
Los investigadores de la Universidad de Washington reunieron pruebas de oxígeno-11 en un experimento realizado en el Laboratorio Nacional de Ciclotrones Superconductores en el campus de la Universidad Estatal de Michigan. El artículo de Physical Review Letters describe tanto el experimento como los cálculos de apoyo realizados por los físicos nucleares teóricos Witold "Witek" Nazarewicz y Simin Wang de la Universidad Estatal de Michigan. Investigadores de la Universidad de Connecticut y la Universidad de Western Michigan también participaron en la colaboración.
